¿Por qué usar un centro de mecanizado vertical de dos ejes?

Los dos husillos permiten que un solo VMC produzca dos piezas a la vez. Los husillos siguen simultáneamente la misma trayectoria de herramienta en dos piezas de trabajo.

Imagínese que el tamaño del personal de un taller de mecanizado es fijo, al igual que su espacio en la planta. Ya está ejecutando varios turnos, por lo que el tiempo de producción disponible también es esencialmente fijo.

En otras palabras, suponga que, en términos de personas, espacio y tiempo, este taller no tiene a dónde ir y no hay una forma práctica de expandirse. Muchos talleres no tienen que imaginarse este conjunto de condiciones, porque estos detalles describen su realidad. ¿Cómo aumenta su capacidad un taller que enfrenta estas limitaciones?

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La respuesta es actualizar las máquinas para que sean más productivas, considerando esas restricciones. Una forma de hacerlo es a través de una opción de máquina-herramienta poco común, y tal vez una menospreciada: el centro de mecanizado vertical (VMC) de dos ejes.

Doosan y su VMC de dos ejes: DMP 500/2SP

Recientemente, Doosan introdujo un VMC de dos ejes, su DMP 500/2SP. Representantes de la compañía hablaron recientemente conmigo sobre el rol y la aplicación de la máquina. Su promesa no podría ser más simple: producir dos piezas en lugar de una dentro de una cantidad determinada de tiempo de ciclo y atención del operario, y con solo un ligero aumento en el espacio requerido, en comparación con una máquina de un solo husillo.

Si bien la compañía dice que, hasta ahora, su máquina de dos husillos se ha vendido exclusivamente en plantas de producción de gran volumen, esa promesa posiblemente también tenga sentido para los talleres de trabajo con limitaciones de espacio, cuyo negocio incluye un mayor volumen de trabajo.

Funcionamiento y ventajas del centro de mecanizado vertical de dos ejes

La promesa de una máquina de dos husillos es la productividad doble con solo un ligero aumento en el espacio necesario para la máquina. Sin embargo, dado que un solo conjunto de ejes mecaniza dos piezas a la vez, la máquina es más poderosa que una máquina comparable de husillo único.

El VMC de dos ejes tiene solo una mesa y un conjunto de ejes. Su trabajo se está mecanizando en estéreo: la máquina fabrica dos piezas idénticas a la vez. Un solo ciclo, programado como lo sería para un VMC estándar, ejecuta la misma ruta de herramienta simultáneamente en dos piezas de trabajo. Sin embargo, su adición es un único eje W, y el director de ventas de Doosan en Estados Unidos, Andy McNamara, dice que este eje adicional es significativo. Su inclusión es parte de la razón por la cual una máquina de dos husillos no tiene que ser difícil de usar.

“Hace mucho tiempo que trabajé en fresadoras de dos y tres husillos en un trabajo anterior”, dice. “Las herramientas y los accesorios tenían que estar encendidos”, incluidas las longitudes de calibre controladas con precisión para las herramientas de corte idénticas que se usan simultáneamente.

Eje W: una innovación significativa en el VMC de dos ejes

Por el contrario, en el nuevo VMC, la coincidencia de longitud no es necesaria. El eje W se refiere a lo que es, por mucho, el factor más difícil en la sincronización de dos husillos: la coincidencia de altura Z. Situado en el eje derecho, el eje W ajusta la posición de la información sobre herramientas del eje en Z para compensar automáticamente cualquier discrepancia leve entre las alturas de los asientos de las dos piezas de trabajo y/o las longitudes de las dos herramientas.

Otros aspectos del trabajo de coordinación entre los husillos todavía requieren atención, dice. Deben abordarse las posibles discrepancias en las posiciones relativas de las piezas de trabajo en X - Y, y él ve al menos dos posibilidades allí.

Una es mecanizar los dos accesorios para las dos piezas simultáneamente con los ejes en tándem. Los accesorios, por lo tanto, naturalmente se ubicarán con precisión en los husillos. Sin embargo, más comúnmente, dice que “las plantas de alto volumen interesadas en esta máquina tienden a utilizar fabricantes de accesorios de alta gama que no tienen problemas para crear accesorios de producción adecuados para esta máquina”. Una característica de tal accesorio podría ser tornillos de ajuste con capacidad para afinar las posiciones en X - Y de una pieza de trabajo en relación con la otra.

El primer usuario de Doosan de la máquina de dos ejes era un fabricante de grandes volúmenes que encajaba en esta descripción. Doosan diseñó la máquina DMP de dos husillos con este usuario en mente después de que la empresa acudió al fabricante con su problema.

La demanda de producción que enfrentaba esta planta para un nuevo conjunto de piezas habría requerido 66 VMC, demasiados para el espacio potencial máximo que la planta tenía disponible. En cambio, el fabricante solicitó una máquina con dos husillos. El desarrollo de Doosan de esta solución le permitió a la compañía comprar solo 33 máquinas en su lugar (desde entonces, ha instalado más para otros números de pieza).

En otra fresadora de husillos múltiples, una configuración como esta podría haber requerido una regulación precisa de la longitud del calibre de la herramienta y una configuración cuidadosa de las posiciones Z de las dos piezas de trabajo. Pero un eje W en uno de los husillos proporciona un medio para compensar cualquier variación en estas áreas.

William Carr es el director de cuentas clave y aplicaciones especializadas de Doosan en Estados Unidos. Estuvo involucrado en el proyecto con este gran fabricante y ha participado en otras aplicaciones de la máquina de dos husillos.

Él dice que hay algunos matices importantes para usar una máquina como esta de manera efectiva, consideraciones que van más allá de coordinar las dos piezas con dos husillos. Una es la atención necesaria cuando se usan más de cuatro ejes.

Uso de mesas giratorias en el VMC de dos ejes y la variación en X-Y

Las mesas giratorias pueden ser efectivas con este tipo de máquina, pero una mesa giratoria con dos ejes giratorios introduce una mayor variación en X-Y a una configuración que es más compleja que la de un centro de mecanizado típico. Para las piezas producidas en las 33 máquinas en la instalación inicial, se agregan orificios en ángulo a las partes usando una mesa giratoria de dos ejes en un VMC de husillo único.

Él dice que otro factor importante a considerar se relaciona con el potencial de alta productividad y el papel que el operario debe desempeñar al realizar esto.

“Cuando se abre la puerta de la máquina, el operario debe estar allí”, dice, descargando las dos piezas terminadas y cargando dos nuevas. El usuario inicial que realiza trabajos de alto volumen en esta máquina va a sobresalir y la compañía tiene un equipo disciplinado de operarios que atienden las máquinas de dos husillos. Sin embargo, no todas las instalaciones son así.

Para hacer posible el valor de la máquina con algo menos de disciplina, Carr dice que la próxima versión de la máquina probablemente contará con un cambiador de palets para permitir la carga y descarga de pares de piezas fuera de la zona de trabajo, mientras que el ciclo de dos husillos está en marcha.